本发明专利技术公开了一种水‑力特性测试备样及有害气体削减效能测试装置。它包括压缩空气源、储气罐、气体流量计、截止阀、安全阀和模拟气源。所述压缩空气源经储气罐和气体流量计甲并联经几个截止阀甲连接6个功能一试验室和n‑1个功能二试验室；所述功能一试验室和n‑1个功能二试验室的底部有接口分别经n个截止阀乙并联后再经一个截止阀丙接通模拟气源，而它们的左侧分别有接口经一个气体流量计乙连接至一个安全阀，n‑1个功能二试验室的顶部分别有接口连接一个截止阀丁。该装置设计简便、操作灵活，整体性好，可为填埋场上覆层土体水‑力特性时效测试备样及填埋气削减时效性测试研究提供帮助。
A test device for water force characteristics and harmful gas reduction efficiency
【技术实现步骤摘要】
一种水-力特性测试备样及有害气体削减效能测试装置
本专利技术涉及一种水-力特性时效测试备样及有害气体削减时效性测试装置，可应用于岩土工程中土体水-力特性时效性研究及有害气体削减的时效性研究。
技术介绍
在我国，生活垃圾卫生填埋仍是处理生活垃圾的主流方式，然而，垃圾填埋场服役期间释放的大量有毒有害的气体，如甲烷会造成温室效应、硫化氢具有恶臭味等给社会带来诸多不良影响，垃圾问题越来越成为影响城市生活质量和环境保护的一个突出问题，亟待解决。垃圾填埋场服役期较长，在服役期，上覆层土所处环境恶劣，但对其自身性能要求不可降低，于是有许多改性土覆盖层材料，如堆肥类混合物、庭院垃圾类混合物、矿化垃圾与矿化污泥混合物等。传统的黏土覆盖层能增强气体的氧化能力，但是这种覆盖层材料的物理力学性能随时间会变化，使上覆层土体的水-力特性改变，大大削减了垃圾填埋场的服役期限。因此，需要对上覆层土体进行长期的水-力特性及填埋气氧化效能的研究。目前，对垃圾填埋场上覆层土体水-力特性及上覆层对有害填埋气吸附、生物氧化试验多是开展短期测试，即假定上覆层土体理化性质保持稳定，较少考虑其随时间的改变。而现实情况中，随着填埋场服役期的推进和外界环境的影响，上覆层土体的理化性质(如密度、pH值、孔隙结构、表面官能团等)的改变是动态的，这种动态的变化会使上覆层土体功能削减，造成对上覆层土体设计参数的错误估计。所以很有必要研发一种水-力特性时效测试备样及甲烷削减时效性测试装置来研究水-力特性和上覆层土体对有害气体氧化效能随时间而改变的机制，从而得到更完善的上覆层土体水力力学参数及填埋气氧化效能的时效性研究成果。本专利技术所研发的一种水-力特性时效测试备样及有害气体削减时效性测试装置，可以进行水-力特性长效研究的土样制备，为研究常规饱和土、非饱和土水-力特性提供土样；还可以进行不同改性土样对填埋气吸附、氧化的时效性研究，得到填埋场服役期间填埋气削减规律。
技术实现思路
本专利技术针对垃圾填埋场服役时间长、填埋气危险系数高等特点，并且现有研究缺乏长期持续性研究的基础上，提供一种水-力特性测试备样及有害气体削减效能测试装置，该装置还可为研究上覆层土体长效机制下的水-力特性提供土样，得到填埋场服役期间不同时间节点时的土样，为持续研究上覆层土体力学性能的变化提供研究基础。并且该装置可在不同时间节点下测定圾填埋场上覆层对填埋气吸附量和氧化效能，得到不同时间节点上覆层土体吸附、氧化填埋气的指标。该仪器装置设计简便、操作灵活，整体性好，可对填埋场上覆层土体水-力性能及填埋气削减效能进行持续性研究。为达到上述专利技术目的，本专利技术的构思是：本装置包括两种功能的试样室，其中功能一试样室至少设置6个小试样筒，每个小筒可放置不同工况的土样，为进行不同充气时长的物理-化学指标测试及吸附特性测试备样；功能二试样室放置相同工况下的土样，底部通气体，间隔不同时间测试气体的氧化效能。每种功能试样室的个数可以根据需要设置，所有试样室采用串联形式连接，集中供应气体。根据上述专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案：一种水-力特性测试备样及有害气体削减效能测试装置。它包括压缩空气源、储气罐、气体流量计、截止阀、安全阀和模拟气源，所述压缩空气源经储气罐和气体流量计甲并联经几个截止阀甲连接6个功能一试验室和n-1个功能二试验室；所述功能一试验室和n-1个功能二试验室的底部有接口分别经n个截止阀乙并联后再经一个截止阀丙接通模拟气源，而它们的左侧分别有接口经一个气体流量计乙连接至一个安全阀，n-1个功能二试验室的顶部分别有接口连接一个截止阀丁。本水-力特性测试备样及有害气体削减效能测试装置，包括两种功能试样室，所述功能一试样室包括外支架、带凹型槽的底座、包含至少6个小筒的试样室、底部带气孔的气体收集腔。所述外支架下部为铝合金底板，底板中部为带凹型螺旋槽的底座，底板两边镶嵌两根带螺纹的立杆，上部为铝合金顶板，在顶板两边开螺栓孔，使其能与底板立杆连接，调节螺纹立杆上的螺母位置来调节顶板的高度；所述带6个小筒的试样室为亚克力塑料板，中部设置不同直径的试样室；所述底部带气体收集孔的集气腔为亚克力塑料腔体，腔体左右两侧设置进气口和气体采集口；所述功能二试样室包括外支架、带凹型槽的底座、试样室、底部带气孔的气体收集腔。所述外支架下部为铝合金底板，底板中部为带凹型螺旋槽的底座，底板两边镶嵌两根带螺纹的立杆，上部为铝合金顶板，在顶板两边开螺栓孔，为了能与底板立杆连接，并且通过带螺纹的立杆调节顶板的高度；所述试样室为亚克力塑料透明圆筒，在上、下底板连接处安装O型圈，保证试样室的密封性；所述功能一和功能二试样室顶部的气腔，在其左侧设置导排口，并配备安装安全阀和压力表；右侧设置进气口，通过空气压缩机提供空气，安装气体流量计可控制进气端气体的流量。在气腔的顶部设置取样口，取样口采用丁基橡胶塞封堵，丁基橡胶塞具有自密封功能，可方便进行多次取样进行气体检测。所述外支架由圆形铝合金底板、螺杆、环形铝合金顶板和螺母组成；所述底部铝合金板在其四周设置四根螺杆，中间设置凹槽，尺寸与试样室外径相同，保证试样室正好嵌入其中。顶部圈体设置螺孔，螺孔位置与螺杆一一对应，使上下板连接，从而达到固定试样室和气腔的目的。所述带凹型槽的底座及侧壁均为亚克力塑料板制作。功能一试样室中的凹槽底座与试样室外直径相同；功能二试样室的凹槽底座深度能够嵌入透水石。所述功能一的圆形试样腔室及顶部气腔侧壁设置凹槽方便安装O型圈，待试样腔体插入底座时，能与侧壁密封，不漏气；功能二试样室只需把试样顶部的气腔侧壁设置O型圈即可，达到侧壁密封连接，方便收集气体。本专利技术与现有技术相比，具有如下显而易见的突出的实质性特点和显著优点：1.本专利技术针对垃圾填埋场上覆层水-力特性及填埋气氧化效能的试验研究，为测试填埋场上覆层土体氧化填埋气提供一套试验装置，有利于进行上覆层填埋气体削减的时效性测试。2.本专利技术的实验装置中功能一试样室可为测试城市垃圾填埋场上覆层土体水力力学研究制备试样，通过对装置进行不同时长的充气，间隔时长取出其中一小筒中的试样进行渗透、压缩及强度等试验，可研究不同充气时长下上覆层土体的水-力特性。3.该试验装置最大的创新点就是可进行时效性测试，通过设置不同的充气时长，可持续研究垃圾填埋场上覆层气体的氧化效能和土体水-力特性的变化规律，符合现实工程对填埋场的研究。本专利技术的实验装置能够达到多种目的，实现对填埋气氧化效能及上覆层土体水力力学的时效性研究。实验装置制样方法及制作工艺简单，制作材料容易取得，操作简便。采用串联方式集中供气，使试验条件在长期试验过程中保持一致。附图说明图1是本专利技术试验装置整体的结构示意图。图2是本专利技术试验装置功能一试样室的结构示意图。图3是本专利技术试验装置功能二试样室的结构示意图。图4是本专利技术试验装置外支架铝合金底板平面图。图5是本专利技术试验装置外支架铝合金底板剖面图。图6是本专利技术试验装置外支架铝合金本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水-力特性测试备样及有害气体削减效能测试装置，包括压缩空气源（A）、储气罐（B）、气体流量计（C）、截止阀（D）、安全阀（E）和模拟气源（F），其特征在于：所述压缩空气源（A）经储气罐（B）和气体流量计甲（C
【技术特征摘要】
1.一种水-力特性测试备样及有害气体削减效能测试装置，包括压缩空气源（A）、储气罐（B）、气体流量计（C）、截止阀（D）、安全阀（E）和模拟气源（F），其特征在于：所述压缩空气源（A）经储气罐（B）和气体流量计甲（C1）并联经几个截止阀甲（D1）连接6个功能一试验室（Ⅰ）和n-1个功能二试验室（Ⅱ-n）；所述功能一试验室（Ⅰ）和n-1个功能二试验室（Ⅱ-n）的底部有接口分别经n个截止阀乙（D2）并联后再经一个截止阀丙（D3）接通模拟气源（F），而它们的左侧分别有接口经一个气体流量计乙（C2）连接至一个安全阀（E），n-1个功能二试验室（Ⅱ-n）的顶部分别有接口连接一个截止阀丁（D4）。
2.根据权利要求1所述的一种水-力特性测试备样及有害气体削减效能测试装置，其特征在于：所述功能一试验室（Ⅰ）与功能二试验室（Ⅱ-n）具有相同壳体结构，包括外支架，底座；所述外支架包括圆形铝合金底板（2）和（21）、螺杆（4）和（23）、环形铝合金顶板（8）和（26）及螺母（9）和（27）；所述圆形铝合金底板（2）和（21）、环形铝合金顶板（8）和（26），分别在其四周设置四个螺栓孔，底板和顶板的螺栓孔一一对应；所述螺杆（4）和（23）为全丝螺杆，并且固定在圆形铝合金底板（2）和（21）的螺孔内，通过改变螺母（9）和（27），调节环形顶板的高度。
3.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙文静，李明玉，孔溢，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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